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激流勇进是游乐园常有的机动游乐项目。其工作原理是由主动轮将游船沿较长的倾斜轨道提...

激流勇进是游乐园常有的机动游乐项目。其工作原理是由主动轮将游船沿较长的倾斜轨道提升至一定高度,然后船只从高处滑下,冲入水中,溅起很高且美丽的水花,整个过程刺激又有趣。其工作过程可以简化为如下情景:如图所示,左侧倾角α=30°的轨道AB(其长L1= 30m)上相互间隔安装着主动轮,主动轮与游船间的动摩擦因数满分5 manfen5.com;右侧倾角β=53°的轨道CD其长L2=20m上相互间隔安装着导向轮(不会提供动力),导向轮与游船间的动摩擦因数均为满分5 manfen5.com;左右两侧轨道通过一段平滑轨道BC(其长L3=3m)相连,两相邻主动轮(或导向轮)间的距离s0 =1m.长为L0=2m的游船上坐着两个游客,总质量为180kg,从左侧轨道如图所示的位置由静止开始被主动轮带动向上运动(主动轮的半径r=0.2m,恒定的角速度ω=10rad/s),达恒定的速率后,一直以此速率运动到游船尾部刚好与右侧轨道的上端C点平齐的位置,之后在导向轮上向下滑动。已知g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6。求:

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1游船从轨道左侧运动到右侧底端(船头刚好触及水面)所用总时间;

2动力装置在游船达到恒定速率前后(没有到达BC轨道)需增加的功率之比。

 

(1)t=19.3s (2) 【解析】 试题分析: (1)游船加速上升阶段,设其加速度为a1,有牛顿第二定律有:μ1mgcos30°-mgsin30°=ma1 代入数据解得:a1=2.5m/s2 从静止达到共同速度所用时间为t1,上移的距离为x1,有速度时间公式可得:v=a1t1 主动轮的线速度为:v=ωr=0.2×10m/s=2m/s 联立并代入数据解得:t1=0.8s ,解得x1=0.8m 匀速运动的位移为:x2=L1+L3-x1=(30+3-0.8)m=32.2m 匀速运动的时间为: 游船在右侧轨道上运价速运动,加速度为a2,由牛顿第二定律有:mgsinβ-μ2mgcosβ=ma2 代入数据解得: 加速运动的时间为t3,游船在右侧轨道上发生的位移为: 联立并代入数据解得:t3=2.4s 所需总时间为:t=t1+t2+t3=19.3s (2)游船达到恒定速率前动力装置增加的功率为:P1=f1v=(μ1mgcosα)v 游船达到恒定速率后动力装置增加的功率为:P2=f2v=(mgsinα)v 动力装置在游船达到恒定速率前后(没有到达BC轨道)需增加的功率之比: 考点:考查牛顿第二定律、匀变速直线运动、机车的启动.  
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考点分析:
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在某次汽车性能测试实验中,质量为m的汽车在平直路面上从A处启动加速运动时间t1后关闭发动机,然后立即踩刹车减速运动时间t2后停在B处,测得A、B相距L.已知汽车减速过程受到的阻力是加速过程的2倍。若把加速过程视为匀加速直线运动,减速过程视为匀减速直线运动,求:

1汽车运动过程中的最大速度;

2汽车加速过程的牵引力。

 

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某兴趣小组利用如图所示的装置来“探究合外力的功与物体动能变化的关系”。他们通过改变光电门的位置和悬挂物的质量进行多次实验,采集多组数据。已知将此装置平衡摩擦后,小车总是由同一位置自由释放,小车上方固定一宽度为d的挡光板。

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①下列关于操作中的说法,正确的是   

A.调整轨道的倾角至合适位置的标志是:悬挂物连带小车在轨道上匀速运动

B.实验时,使悬挂物的质量远小于小车的质量,就可以近似认为悬挂物的重力等于小车所受拉力

C.实验时,务必先接通光电门,待其正常工作后,再释放小车

D.多次实验时,一定要让小车由静止释放

②本小组同学在实验中有不同操作和数据处理方式,你认为合理的说法是     

A.甲同学把小车的末速度(v)作为横坐标,拉力对小车做的功W作为纵坐标,人为画出该图线后再分析得出结论

B.乙同学保持悬挂物的质量不变,以小车的位移x作为纵坐标,以小车的末速度的平方(v2)作为横坐标,人为作出图线后能得出结论

C.丙同学保持小车的位移不变,以悬挂物的质量(m')为纵坐标,以小车的末速度的倒数(满分5 manfen5.com)作为横坐标,人为作出图线后能得出结论

D.丁同学保持小车的位移不变,以悬挂物的质量m'为纵坐标,以小车和悬挂物的获得的总动能满分5 manfen5.com作为横坐标,人为作出图线后能得出结论

③戊同学对实验数据进行分析。他把小车和悬挂物作为研究对象,悬挂物的重力作为合力,计算出的结果始终是:悬挂物重力做的功小于小车和悬挂物整体动能的增量,即没能得到“合力对物体做的功等于物体动能的增量”,你认为导致此结果的主要原因是                      

 

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①图是某同学连接的实验电路实物图。若L1、L2灯都不亮,他采用下列两种方法进行故障检查,应用多用电表的直流电压挡进行检查,那么选择开关应置于    量程。

A.直流电压2.5V    B.直流电压10V     C.直流电压50V    D.直流250V

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②该同学测试结果如表1所示,在测试a、b间电压时,红表笔应接触    (填“a”或“b”)。根据测试结果,可以判定出故障是    

A.灯L1短路    B.灯L2短路    C.cd段断路        D.df段断路

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③将开关断开,再选择欧姆挡测试,测量结果如表2所示,那么进一步检查出现的故障是

A.灯L1断路    B.灯L2断路    C.灯L1、L2都断路    D. de间导线断路

 

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如图所示,BC是半径为R的竖直面内的圆弧轨道,轨道末端C在网心O的正下方,∠BOC= 60°,将质量为m的小球,从与O等高的A点水平抛出,小球恰好从B点沿圆弧切线方向进入网轨道,由于小球与圆弧之间有摩擦,能够使小球从B到C做匀速圆周运动。重力加速度大小为g.

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A.从B到C,小球克服摩擦力做功为满分5 manfen5.com

B.从B到C,小球与轨道之间的动摩擦因数可能保持不变

C. A、B两点间的距离为满分5 manfen5.com

D.在C点,小球对轨道的压力为满分5 manfen5.com

 

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同步卫星的发射方法是变轨发射,即先把卫星发射到离地面高度为200 km--300 km的圆形轨道上,这条轨道叫停泊轨道;如图所示,当卫星穿过赤道平面上的P点时,末级火箭点火工作,使卫星进入一条大的椭圆轨道,其远地点恰好在地球赤道上空约36000 km处,这条轨道叫转移轨道;当卫星到达远地点Q时,再开动卫星上的发动机,使之进入同步轨道,也叫静止轨道。关于同步卫星及发射过程,下列说法正确的是

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A.在P点火箭点火和Q点开动发动机的目的都是使卫星加速,因此,卫星在静止轨道上运行的线速度大于在停泊轨道运行的线速度

B.在P点火箭点火和Q点开动发动机的目的都是使卫星加速,因此,卫星在静止轨道上运行的机械能大于在停泊轨道运行的机械能

C.卫星在转移轨道上运动的速度大小范围为7.9 km/s~ll.2 km/s

D.所有地球同步卫星的静止轨道都相同

 

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